本文轉載自【微信公眾號： 白色的可樂 ，ID：hhkele2020】
原子筆大家都很熟悉，那麼，它的內部構造是怎樣的？筆尖的內部構造又是怎樣的？有人說原子筆尖看似小，卻能體現一定的製造實力，沒點實力還真造不出來。如果能造出一支既美觀又好用耐用的原子筆，那也不是一件簡單的事。今天，我們就來看看原子筆是怎麼製造出來的吧。
原子筆書寫的工作原理：主要是利用球珠在書寫時與紙面直接接觸產生摩擦力，使球珠在球座內滾動，利用重力帶出筆芯內的油墨或墨水，使原子筆油墨或墨水下滲到筆頭，通過筆頭球珠滾動形成文字或圖形。
後續油墨或墨水在大氣壓的作用下，不停地補充過來，以達到書寫的目的。
早期的大多數球珠筆芯在靠近尾部的地方，都會鑽一個小孔以保證空氣流通。
原子筆球珠直徑的大小，決定了字跡線條的粗細。常見的球珠直徑有1毫米、0.7毫米、0.5毫米三種（產品的筆身或原子筆芯上往往會註明）。原子筆的油墨是特製的，主要以色料、溶劑和調黏劑混合而成。常見的顏色有藍、黑、紅三色。普通油墨多用來作一般書寫，特種油墨多用來作檔案書寫。
原子筆球珠看似簡單，3D解構下它的內部結構，你就會發現這是個小小的工程奇蹟：
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我們來看看原子筆內部結構，筆筒中有一個墨水管，一個原子筆尖和兩個彈簧
筆身控制部分的關鍵部件是凸輪體，管狀柱塞和制動件，凸輪體固定在可更換筆芯的頂部。按下筆帽的過程中，黃色凸輪體旋轉並上下滑動，白色的管狀柱塞只上下滑動，制動件只是塑料管的一部分。
原子筆的伸縮過程，一般是分八步
第一步
按下按鈕將柱塞和凸輪體向下運動，直到凸輪體的頂部下降到固定擋塊之下。
第二步
底部的彈簧將凸輪體向上推，使它與柱塞保持接觸。軸向彈簧力將使凸輪體旋轉，因為它與白色柱塞保持著同樣的角度。凸輪體旋轉45度，直到碰到柱塞。
第三步
鬆開按鈕，塑料管和柱塞的邊緣將其推到頂端。當白色柱塞的向上運動，產生了空隙，凸輪體再旋轉45度，直到撞到黃色擋塊。
第四步
完全釋放按鈕後，黃色凸輪體保持鎖定狀態，既不能旋轉也不能向上移動，也就是筆頭伸出可以書寫狀態。
5-8步
後四步就是一個逆向過程，當再次按壓按鈕時，白色柱塞頭部的尖狀特徵與黃色凸輪體的斜面分離，黃色凸輪體受徑向力旋轉，黃色凸輪體與滑槽的嚙合處重合，筆芯縮回。
筆頭和墨水是原子筆的關鍵，其中筆頭分為筆尖上的球珠和球座體。目前，碳化鎢球珠在國內外應用最為廣泛，我國已經具有很好的基礎，不僅可以滿足國內生產需要，還大量供出口。
原子筆筆頭上不僅有小「球珠」，而且裡面還有五條引導墨水的溝槽，這對工藝的精細化水平提出了極高的要求。
每一個小小的偏差都會影響筆頭書寫的流暢度和使用壽命，筆尖的開口厚度不到0.1毫米，還要考慮到書寫角度和壓力，球珠與筆頭、墨水溝槽位必須搭配得「天衣無縫」，加工誤差不能超過0.003毫米。
原子筆油墨的色素是染料。油墨顏色主要有藍、紅、黑三種，其中尤以藍色油墨使用最多。過去藍色油墨中的色素成分是鹽基品藍和鹽基青蓮，溶劑是氧化蓖麻油、蓖麻油酸。目前市場上銷售的「424」藍色原子筆和「322」黑色原子筆，用它書寫的字跡耐久性較好。
原子筆的冒油原因：原子筆在書寫時，一部分油墨從球珠轉印到書寫物上，球珠轉印後變白，另一部分油墨會隨球珠轉動帶回球座內。好的筆頭，隨球珠轉動將油墨帶回球座較徹底，油墨沾在球座頭外面較少，比較乾淨。較差的筆頭，油墨會大部分沾在球座頭外面，無法帶回球座內，即我們所稱的冒油現象，書寫時，很容易汙染書寫物。
原子筆要流利，出墨就多，但副作用是落墨多，若要落墨少，缺點則不流利。這兩種情況相互矛盾，如何綜合考慮，使之達到最佳效果，則是原子筆製造業一直研究的課題。
蔡司納米顯微鏡下放大30倍的原子筆尖↓↓
一件工業產品，哪怕小如原子筆，也要經歷從設計到製作，再到檢驗和迭代的嚴謹工業
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